中文摘要：

金属在塑性变形过程中经历了外部形状尺寸和内部组织结构的变化。数值模拟技术可对塑性变形过程中的形状尺寸和组织结构变化进行虚拟模拟实验，实现塑性变形过程的可预测和可控制。本研究项目以钛合金塑性变形时的物理机制和力学机制为基础，通过理论分析和实验研究，以晶粒尺寸、位错密度、体积分数等为内部状态变量联系塑性变形与组织结构的交互作用，研究运用内变量法（Internal State Variable Method）建立钛合金塑性变形时跨宏观（Macro-scale）-微观（Micro-scale）-纳观（Nano-scale）的三尺度耦合模型，探索塑性变形过程的集成数值模拟与组织结构预测技术，实现钛合金精密塑性变形过程的形状尺寸与组织性能的一体化控制。同时，发现潜在的工序和模具优化与节约能源的可能性，为促进塑性成形技术向着精确、优质清洁、节约、高效与数字化的方向发展和钛合金的扩大应用提供理论支持。

结论摘要：

合金在高温塑性变形过程中经历了外部形状尺寸和内部组织结构的变化。数值模拟技术可对塑性变形过程中构件的形状尺寸和组织结构变化进行虚拟模拟实验，实现塑性变形过程的可预测和可控制。本项目以钛合金高温塑性变形时的物理机制和力学机制为基础，通过晶体塑性变形物理机制和力学机制的理论分析和热模拟压缩/拉伸、定量金相等实验研究，以晶粒尺寸、位错密度、体积分数等为内部状态变量联系塑性变形宏观行为与微观组织结构的交互作用，运用内变量法（Internal State Variable Method）建立了合金高温塑性变形时跨宏观（Macro-scale）-微观（Micro-scale）-纳观（Nano-scale）的三尺度微观组织模型和塑性变形本构方程，发展了复杂形状构件塑性变形过程的三维耦合数值模拟与微观组织结构预测技术，并在钛合金精确锻造叶片锻造过程的优化设计与制造中得到成功应用,完善了塑性变形过程的形状尺寸与微观组织/性能的一体化控制精确控制理论。同时，为发现潜在的工序和模具优化与节约能源提供了可能性，为促进塑性变形技术向着精确、优质、清洁、节约、高效与数字化的方向发展和钛合金的扩大应用奠定理论基础。